JPS6353717B2 - - Google Patents
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- JPS6353717B2 JPS6353717B2 JP16697283A JP16697283A JPS6353717B2 JP S6353717 B2 JPS6353717 B2 JP S6353717B2 JP 16697283 A JP16697283 A JP 16697283A JP 16697283 A JP16697283 A JP 16697283A JP S6353717 B2 JPS6353717 B2 JP S6353717B2
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- Japan
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- optical waveguide
- reflective coating
- coating film
- laser
- film
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、オプトエレクトロニクス分野にお
ける光フアイバ通信などの光源として用いる多波
長半導体レーザに関する。
ける光フアイバ通信などの光源として用いる多波
長半導体レーザに関する。
従来例の構成とその問題点
従来、半導体レーザは光フアイバ通信をはじめ
として、光情報処理や光応用機器等の光源として
大きく期待され、すでに長寿命化、性能の飛躍的
な向上に伴い実用化段階に入つているが、その多
くのものは半導体レーザ単体から単一波長の発光
を得るもので、例えば光フアイバ通信において
は、まだ光フアイバの価格が高い等の経済的理由
やさらに大容量の情報伝送を達成しようという目
的から、波長多重通信における多波長半導体レー
ザの実現が今後の課題となつている。
として、光情報処理や光応用機器等の光源として
大きく期待され、すでに長寿命化、性能の飛躍的
な向上に伴い実用化段階に入つているが、その多
くのものは半導体レーザ単体から単一波長の発光
を得るもので、例えば光フアイバ通信において
は、まだ光フアイバの価格が高い等の経済的理由
やさらに大容量の情報伝送を達成しようという目
的から、波長多重通信における多波長半導体レー
ザの実現が今後の課題となつている。
通常の半導体レーザの構造は、安定な単一横モ
ードおよび低しきい値電流等の要請から、接合に
平行な方向において、屈折率に段差を設けて活性
層内への光の閉じ込めを良くしたものや、活性層
の両側を電流ブロツク層とすることで電流の閉じ
込めを良くしたもの等の工夫をこらしたものが一
般的である。多波長の半導体レーザの達成のため
に考えられることは、バンドギヤツプの異なる活
性層をいくつか設ければよいが、前述のような構
造を有する半導体レーザにおいては、接合に平行
な方向に並列にバンドギヤツプの異なる活性層を
設けることは結晶成長不可能であり、したがつて
バンドギヤツプの異なる活性層は接合に垂直な成
長方向に設けざるを得ない。第１図はInP基板３
上にバンドギヤツプの異なるInGaAsP活性層１，
２を二層設けて二重DH構造とした二波長半導体
レーザの従来例で、その概略断面図である。３は
基板、４，５，６はクラツド層である。波長の異
なる二つのレーザ光は端子T3−T1間に電流I1を、
端子T3−T2間に電流I2を流すことにより、
InGaAsP第１活性層１、InGaAsP第２活性層２
から取り出される。この構造では、バンドギヤツ
プの異なる活性層を設けることはできても、今度
は接合に平行な方向において、それぞれの活性層
の両側に屈折率の段差を設けたり、電流ブロツク
層を設けることが難しいため、横モードの安定化
および単一化やしきい値電流の低域は困難であ
る。すなわち、従来へき開を用いて形成した共振
器面からレーザ光を取り出す構造の半導体レーザ
においては、極めてへき開工程が繁雑であるとと
もに多波長化を図るためにバンドギヤツプの異な
る活性層をいくつか設けることと、横モードの安
定化および単一化やしきい値電流の低減を図るこ
ととが両立できない問題点があつた。
ードおよび低しきい値電流等の要請から、接合に
平行な方向において、屈折率に段差を設けて活性
層内への光の閉じ込めを良くしたものや、活性層
の両側を電流ブロツク層とすることで電流の閉じ
込めを良くしたもの等の工夫をこらしたものが一
般的である。多波長の半導体レーザの達成のため
に考えられることは、バンドギヤツプの異なる活
性層をいくつか設ければよいが、前述のような構
造を有する半導体レーザにおいては、接合に平行
な方向に並列にバンドギヤツプの異なる活性層を
設けることは結晶成長不可能であり、したがつて
バンドギヤツプの異なる活性層は接合に垂直な成
長方向に設けざるを得ない。第１図はInP基板３
上にバンドギヤツプの異なるInGaAsP活性層１，
２を二層設けて二重DH構造とした二波長半導体
レーザの従来例で、その概略断面図である。３は
基板、４，５，６はクラツド層である。波長の異
なる二つのレーザ光は端子T3−T1間に電流I1を、
端子T3−T2間に電流I2を流すことにより、
InGaAsP第１活性層１、InGaAsP第２活性層２
から取り出される。この構造では、バンドギヤツ
プの異なる活性層を設けることはできても、今度
は接合に平行な方向において、それぞれの活性層
の両側に屈折率の段差を設けたり、電流ブロツク
層を設けることが難しいため、横モードの安定化
および単一化やしきい値電流の低域は困難であ
る。すなわち、従来へき開を用いて形成した共振
器面からレーザ光を取り出す構造の半導体レーザ
においては、極めてへき開工程が繁雑であるとと
もに多波長化を図るためにバンドギヤツプの異な
る活性層をいくつか設けることと、横モードの安
定化および単一化やしきい値電流の低減を図るこ
ととが両立できない問題点があつた。
発明の目的
本発明は、安定な単一横モードおよび単一縦モ
ードで波長の異なるレーザ光を基板裏面から取り
出す多波長半導体レーザを得ることを目的とす
る。
ードで波長の異なるレーザ光を基板裏面から取り
出す多波長半導体レーザを得ることを目的とす
る。
発明の構成
この発明は、レーザ光をへき開により形成した
共振器面から取り出すのではなく、光導波路の軸
方向に対してほぼ45゜の角度をもつ共振器面を光
導波路の両端に形成して、レーザ光を鏡面研磨を
ほどこした基板裏面から取り出す構造とし、前記
ほぼ45゜の角度をもつ共振器面と基板裏面に反射
コーテイング膜を設け、さらに光導波路内の一部
に屈折率の異なる領域を設けて単一縦モード化を
図つた以上の構造を、ゲインピークの位置が反射
コーテイング膜の膜厚によつて変わることを利用
し、前記反射コーテイング膜の膜厚をそれぞれ変
えて光導路の軸方向にアレイ化した構造とするこ
とにより、前記問導点を解決すべく横モードの安
定化および単一化を図つた活性層を一層設けるだ
けで波長の異なるレーザ光をそれぞれ安定な単一
横モードおよび単一縦モードで基板裏面から取り
出すことを可能にした多波長半導体レーザであ
る。
共振器面から取り出すのではなく、光導波路の軸
方向に対してほぼ45゜の角度をもつ共振器面を光
導波路の両端に形成して、レーザ光を鏡面研磨を
ほどこした基板裏面から取り出す構造とし、前記
ほぼ45゜の角度をもつ共振器面と基板裏面に反射
コーテイング膜を設け、さらに光導波路内の一部
に屈折率の異なる領域を設けて単一縦モード化を
図つた以上の構造を、ゲインピークの位置が反射
コーテイング膜の膜厚によつて変わることを利用
し、前記反射コーテイング膜の膜厚をそれぞれ変
えて光導路の軸方向にアレイ化した構造とするこ
とにより、前記問導点を解決すべく横モードの安
定化および単一化を図つた活性層を一層設けるだ
けで波長の異なるレーザ光をそれぞれ安定な単一
横モードおよび単一縦モードで基板裏面から取り
出すことを可能にした多波長半導体レーザであ
る。
実施例の説明
以下に図面をもとに、実施例にてこの発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
まず、この発明では次に説明する二つの点を利
用している。
用している。
〔１〕 共振器面に反射コーテイング膜を設ける
とその膜厚によつて本来のゲインピークの位
置、すなわち発光波長が変わる。
とその膜厚によつて本来のゲインピークの位
置、すなわち発光波長が変わる。
〔２〕 光導波路内の一部に屈折率の異なる領域
を設けて実効的に二つの合成された共振器をも
つ半導体レーザ（Internal−Reflection−
Interference−Laser：以下IRIレーザと略す）
では、安定した単一縦モードが得られる。
を設けて実効的に二つの合成された共振器をも
つ半導体レーザ（Internal−Reflection−
Interference−Laser：以下IRIレーザと略す）
では、安定した単一縦モードが得られる。
最初に〔１〕について説明すると、通常半導体
レーザはへき開を用いて形成した一対の共振器面
を持ち、光導波路内の光は空気層に対して共振器
面において反射をくり返す。この際、光導波路が
InGaAsPである場合、波長1.3μmの光に対する屈
折率は3.529で空気層の屈折率を１に等しいとす
ると反射率は約31.2％である。この共振器面に例
えばSiO2膜を設けると光導波路内の光は、光導
波路とSiO2膜の界面およびSiO2膜と空気層の界
面において反射し、膜の膜厚によつて反射光に位
相差が生じる。この結果本来のゲインピークの位
置が変化し、すなわち、発光波長が変化する。第
２図は接合に平行な方向において、活性層の両側
に屈折率の段差および電流ブロツク層を設けた構
造の1.3μm帯InGaAsP／InP系半導体レーザの共
振器面に、SiO2／Au，SiO2／Siから成る反射コ
ーテイング膜を設けた場合の膜厚とゲインピーク
の位置の関係を示す。ここでSiO2膜はAuおよび
Siを通してのリーク電流を防ぐために絶縁膜とし
て用いている。また波長1.3μmの光に対するSiO2
の屈折率は1.47で、SiO2膜だけを設けた場合、反
射率は20％以下となり、前述の31.2％に比べて共
振器内部の利得をかせげないので、一方の共振器
面には反射率の高いAuをSiO2膜上に設けてほぼ
全反射とし、もう一方の共振器面には屈折率が
InGaAsPにほぼ等しい（3.5）SiをSiO2膜上に設
けて反射率を上げるとともにレーザ光の取出面と
している。第２図は半導体レーザ７の側面図であ
る。この図において、次の５つの条件における発
光スペクトルを第３図に示す。
レーザはへき開を用いて形成した一対の共振器面
を持ち、光導波路内の光は空気層に対して共振器
面において反射をくり返す。この際、光導波路が
InGaAsPである場合、波長1.3μmの光に対する屈
折率は3.529で空気層の屈折率を１に等しいとす
ると反射率は約31.2％である。この共振器面に例
えばSiO2膜を設けると光導波路内の光は、光導
波路とSiO2膜の界面およびSiO2膜と空気層の界
面において反射し、膜の膜厚によつて反射光に位
相差が生じる。この結果本来のゲインピークの位
置が変化し、すなわち、発光波長が変化する。第
２図は接合に平行な方向において、活性層の両側
に屈折率の段差および電流ブロツク層を設けた構
造の1.3μm帯InGaAsP／InP系半導体レーザの共
振器面に、SiO2／Au，SiO2／Siから成る反射コ
ーテイング膜を設けた場合の膜厚とゲインピーク
の位置の関係を示す。ここでSiO2膜はAuおよび
Siを通してのリーク電流を防ぐために絶縁膜とし
て用いている。また波長1.3μmの光に対するSiO2
の屈折率は1.47で、SiO2膜だけを設けた場合、反
射率は20％以下となり、前述の31.2％に比べて共
振器内部の利得をかせげないので、一方の共振器
面には反射率の高いAuをSiO2膜上に設けてほぼ
全反射とし、もう一方の共振器面には屈折率が
InGaAsPにほぼ等しい（3.5）SiをSiO2膜上に設
けて反射率を上げるとともにレーザ光の取出面と
している。第２図は半導体レーザ７の側面図であ
る。この図において、次の５つの条件における発
光スペクトルを第３図に示す。
反射コーテイング膜なし。
半導体レーザ７の一端面にSiO2（2210Å）層
８の上にAu（〜3000Å）層９を形成。
８の上にAu（〜3000Å）層９を形成。
半導体レーザ７の一端面にSiO2（2210Å）層
８の上にAu（〜3000Å）層９、半導体レーザ７
の他端面にSiO2（2210Å）層１０を形成。
８の上にAu（〜3000Å）層９、半導体レーザ７
の他端面にSiO2（2210Å）層１０を形成。
層８，９の他にSiO2層１０の上にSi（2210
Å）層１１を形成。
Å）層１１を形成。
層８〜１１の他に、さらにSi（317Å）層１２
を形成。
を形成。
第３図においては、本来のゲインピークの位置
1.289μmを反射コーテイング膜の膜厚を変えるこ
とにより1.305μmまで160Åずらすことを可能と
している。なおSiO2膜は1/4波長の膜厚（波長
1.3μmの光はSiO2中ではその屈折率1.47で割つた
値となり、1/4波長は2210Åとなる）とし、各界
面における反射光の位相を合わせているので条件
，の場合は、ゲインピークの位置はほとんど
変化していない。このように反射コーテイング膜
の膜厚によつてゲインピークの位置が変化するこ
とは、レーザ光の取出面をいくつか設けて、それ
ぞれ膜厚の異なる反射コーテイング膜を設けれ
ば、一つの活性層から多波長の発光を得ることを
可能とする。
1.289μmを反射コーテイング膜の膜厚を変えるこ
とにより1.305μmまで160Åずらすことを可能と
している。なおSiO2膜は1/4波長の膜厚（波長
1.3μmの光はSiO2中ではその屈折率1.47で割つた
値となり、1/4波長は2210Åとなる）とし、各界
面における反射光の位相を合わせているので条件
，の場合は、ゲインピークの位置はほとんど
変化していない。このように反射コーテイング膜
の膜厚によつてゲインピークの位置が変化するこ
とは、レーザ光の取出面をいくつか設けて、それ
ぞれ膜厚の異なる反射コーテイング膜を設けれ
ば、一つの活性層から多波長の発光を得ることを
可能とする。
次に〔２〕について説明すると、一般に通常の
半導体レーザの縦モードは温度によつてある一つ
の縦モードから隣りの縦モードへといわゆるモー
ドホツピングを起し、安定した単一縦モードを得
ることが難しいが、前記IRIレーザでは本来の共
振器から得られるゲインスペクトルが、屈折率の
異なる領域で二分されて実効的に合成された二つ
の共振器を持つことにより、二つのゲインピーク
を持つ分割された形となり、本来のゲインスペク
トルのスペクトル幅よりもそれぞれが狭いスペク
トル幅を持つ。したがつてそれぞれ分割された二
つのゲインピークは、本来のゲインピークにおけ
るよりも、ピークとなる縦モードと隣りの縦モー
ドとの強度比が大きくなり、さらに二つのゲイン
ピークが離れているので相方でモードホツピング
を起こすこともなく、結果的にどちらかのゲイン
ピークが支配的となつて安定した単一縦モードと
なる。
半導体レーザの縦モードは温度によつてある一つ
の縦モードから隣りの縦モードへといわゆるモー
ドホツピングを起し、安定した単一縦モードを得
ることが難しいが、前記IRIレーザでは本来の共
振器から得られるゲインスペクトルが、屈折率の
異なる領域で二分されて実効的に合成された二つ
の共振器を持つことにより、二つのゲインピーク
を持つ分割された形となり、本来のゲインスペク
トルのスペクトル幅よりもそれぞれが狭いスペク
トル幅を持つ。したがつてそれぞれ分割された二
つのゲインピークは、本来のゲインピークにおけ
るよりも、ピークとなる縦モードと隣りの縦モー
ドとの強度比が大きくなり、さらに二つのゲイン
ピークが離れているので相方でモードホツピング
を起こすこともなく、結果的にどちらかのゲイン
ピークが支配的となつて安定した単一縦モードと
なる。
第４図イは第２図で用いたものと同様な横モー
ドの安定化を図つた構造をもつ1.3μm帯InGaAsP
系導体レーザ８であり、その光導波路内の一部に
Zn拡散にて屈折率の異なる領域９を設けて、共
振器長Ｌ〜272μm，L1〜153μm，L2〜112μmに分
割（ただしZn拡散領域幅Ｄ〜7μm）している。
そのときの周波数スペノトルをロ，ハに示す。動
作電流が小さい時には分割された二つの共振器に
よつて二つのゲインピークが得られるが動作電流
を増やすと一つが支配的になり、単一縦モードが
達成されている。ここでは二つのゲインピークの
間隔が64Åあるが、L1，L2を変えることによつ
てさらに狭くすることが可能である。また第５図
は縦モードの温度特性で、温度による波長変化は
通常の半導体レーザにおける〜３Å／℃に比べて
0.77Å／℃と小さく、30℃の温度範囲にわたりモ
ードホツピングを起さず単一縦モードを達成して
いる。このように安定な単一縦モードを達成でき
ることは、前述の反射コーテイング膜によつて多
波長化を図る際にそれぞれの発光の単一縦モード
化を可能とし、波長多重通信における多波長半導
体レーザを実現せしめるものである。
ドの安定化を図つた構造をもつ1.3μm帯InGaAsP
系導体レーザ８であり、その光導波路内の一部に
Zn拡散にて屈折率の異なる領域９を設けて、共
振器長Ｌ〜272μm，L1〜153μm，L2〜112μmに分
割（ただしZn拡散領域幅Ｄ〜7μm）している。
そのときの周波数スペノトルをロ，ハに示す。動
作電流が小さい時には分割された二つの共振器に
よつて二つのゲインピークが得られるが動作電流
を増やすと一つが支配的になり、単一縦モードが
達成されている。ここでは二つのゲインピークの
間隔が64Åあるが、L1，L2を変えることによつ
てさらに狭くすることが可能である。また第５図
は縦モードの温度特性で、温度による波長変化は
通常の半導体レーザにおける〜３Å／℃に比べて
0.77Å／℃と小さく、30℃の温度範囲にわたりモ
ードホツピングを起さず単一縦モードを達成して
いる。このように安定な単一縦モードを達成でき
ることは、前述の反射コーテイング膜によつて多
波長化を図る際にそれぞれの発光の単一縦モード
化を可能とし、波長多重通信における多波長半導
体レーザを実現せしめるものである。
以上説明した二つの点を利用した、この発明に
もとづく1.3μm帯InGaAsP／InP系三波長半導体
レーザの斜視図を第６図に示す。１０は光導波路
の軸方向である〈011〉方向に対してほぼ45゜の角
度をもつ共振器面で〈01１〉方向にＶ字状溝を通
常のホトリソグラフイ技術とBr−CH3OH溶液で
エツチングすることにより形成される。１１ａは
共振器面１０上に設けたSiO2蒸着膜、１１ｂ，
１１ｃは鏡面研磨をほどこした基板裏面に設けた
SiO2蒸着膜、、１２ａ，１２ｂはそれぞれSiO2蒸
着膜１１ａ，１１ｂ上に設けたAu蒸着膜、１３
ａ，１３ｂ，１３ｃはSiO2蒸着膜１１ｃ上に設
けたSi蒸着膜で、SiO2蒸着膜とAu蒸着膜１１
ａ／１２ａ，１１ｂ／１２ｂおよびSiO2蒸着膜
とSi蒸着膜１１ｃ／１３ａ，１１ｃ／１３ｂ，１
１ｃ／１３ｃで反射コーテイング膜を形成する。
１４はZn拡散により〈01１〉方向にストライプ
状に形成された拡散領域で、光導波路内の一部に
屈折率の異なる領域を与えるとともに光導波路を
l1，l2の長さに分割する。反射コーテイング膜１
１ａ／１２ａ，１１ｂ／１２ｂ，１１ｃ／１３
ａ，１１ｃ／１３ｂ，１１ｃ／１３ｃと拡散領域
１４はいずれも通常のホトリソグラフイ技術を用
いて形成される。
もとづく1.3μm帯InGaAsP／InP系三波長半導体
レーザの斜視図を第６図に示す。１０は光導波路
の軸方向である〈011〉方向に対してほぼ45゜の角
度をもつ共振器面で〈01１〉方向にＶ字状溝を通
常のホトリソグラフイ技術とBr−CH3OH溶液で
エツチングすることにより形成される。１１ａは
共振器面１０上に設けたSiO2蒸着膜、１１ｂ，
１１ｃは鏡面研磨をほどこした基板裏面に設けた
SiO2蒸着膜、、１２ａ，１２ｂはそれぞれSiO2蒸
着膜１１ａ，１１ｂ上に設けたAu蒸着膜、１３
ａ，１３ｂ，１３ｃはSiO2蒸着膜１１ｃ上に設
けたSi蒸着膜で、SiO2蒸着膜とAu蒸着膜１１
ａ／１２ａ，１１ｂ／１２ｂおよびSiO2蒸着膜
とSi蒸着膜１１ｃ／１３ａ，１１ｃ／１３ｂ，１
１ｃ／１３ｃで反射コーテイング膜を形成する。
１４はZn拡散により〈01１〉方向にストライプ
状に形成された拡散領域で、光導波路内の一部に
屈折率の異なる領域を与えるとともに光導波路を
l1，l2の長さに分割する。反射コーテイング膜１
１ａ／１２ａ，１１ｂ／１２ｂ，１１ｃ／１３
ａ，１１ｃ／１３ｂ，１１ｃ／１３ｃと拡散領域
１４はいずれも通常のホトリソグラフイ技術を用
いて形成される。
第７図は第６図のＡ−A′線すなわち（01１）
通における断面図である。１５はｎ形InP基板、
２１はｎ形InPクラツド層、２２はInGaAsP活性
層、２３はＰ形InPクラツド層、２４はＰ形
InGaAsPキヤツプ層、２５はＰ形InP層、２６は
ｎ形InP層である。Ｐ形InP層２５、ｎ形InP層２
６は接合に平行な方向において、InGaAsP活性
層２２の両側に屈折率の段差を設けるとともに電
流ブロツク層として横モードの安定化および単一
化を図つている。第８図は第６図のＢ−B′線す
なわち（011）面における断面図で共振器内の光
導波の模様を示す。第８図からわかるように、共
振器面１０を形成したことにより共振器はC1，
C2，C3のように個々に分割されレージ光は基板
裏面から取り出されることになる。ここで前記
〔１〕の説明で述べたように、SiO2蒸着膜１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ波長の膜厚で設け、反射コー
テイング膜１１ａ／１２ａ，１１ｂ／１２ｂで共
振器内部の利得をかせぎ、Si蒸着膜１３ａ，１３
ｂ，１３ｃの膜厚とそれぞれ変えると分割された
共振器C1，C2，C3から反射コーテイング膜１１
ｃ／１３ａ，１１ｃ／１３ｂ，１１ｃ／１３ｃを
通して異なる波長のレーザ光λ1，λ2，β3が得られ
る。
通における断面図である。１５はｎ形InP基板、
２１はｎ形InPクラツド層、２２はInGaAsP活性
層、２３はＰ形InPクラツド層、２４はＰ形
InGaAsPキヤツプ層、２５はＰ形InP層、２６は
ｎ形InP層である。Ｐ形InP層２５、ｎ形InP層２
６は接合に平行な方向において、InGaAsP活性
層２２の両側に屈折率の段差を設けるとともに電
流ブロツク層として横モードの安定化および単一
化を図つている。第８図は第６図のＢ−B′線す
なわち（011）面における断面図で共振器内の光
導波の模様を示す。第８図からわかるように、共
振器面１０を形成したことにより共振器はC1，
C2，C3のように個々に分割されレージ光は基板
裏面から取り出されることになる。ここで前記
〔１〕の説明で述べたように、SiO2蒸着膜１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ波長の膜厚で設け、反射コー
テイング膜１１ａ／１２ａ，１１ｂ／１２ｂで共
振器内部の利得をかせぎ、Si蒸着膜１３ａ，１３
ｂ，１３ｃの膜厚とそれぞれ変えると分割された
共振器C1，C2，C3から反射コーテイング膜１１
ｃ／１３ａ，１１ｃ／１３ｂ，１１ｃ／１３ｃを
通して異なる波長のレーザ光λ1，λ2，β3が得られ
る。
第９図および第１０図は各々は拡散領域によつ
て分割された共振器長l1〜125μm、l2〜70μm、拡
散領域幅ｄ〜7μm、SiO2蒸着膜〜2210Å、Au蒸
着膜〜3000Å、Si蒸着膜をそれぞれ152Å，315
Å，461Åとして得られたゲインスペクトルと縦
モードの温度特性を示す。第１０図に示す結果で
は、100Å以上の間隔を保つて、20℃よりおよび
45℃までの実用温度範囲でモードホツピングを起
さずそれぞれ安定な単一縦モードの三波長の発光
を得ている。これは光フアイバ通信における波長
多重通信に対して十分な性能を持つものであり、
温度特性、モード安定性にも従来にない特徴を有
する。
て分割された共振器長l1〜125μm、l2〜70μm、拡
散領域幅ｄ〜7μm、SiO2蒸着膜〜2210Å、Au蒸
着膜〜3000Å、Si蒸着膜をそれぞれ152Å，315
Å，461Åとして得られたゲインスペクトルと縦
モードの温度特性を示す。第１０図に示す結果で
は、100Å以上の間隔を保つて、20℃よりおよび
45℃までの実用温度範囲でモードホツピングを起
さずそれぞれ安定な単一縦モードの三波長の発光
を得ている。これは光フアイバ通信における波長
多重通信に対して十分な性能を持つものであり、
温度特性、モード安定性にも従来にない特徴を有
する。
なお以上の総造の半導体レーザにおいて共振器
面１０を形成する際、Ｖ字状溝を十分深くエツチ
ングすることによりチツプ化の際に従来のような
へき開を用いなくても良く、量産効果にもすぐれ
ている。また反射コーテイング膜の材質はSiO2，
Au，Siに限らず、基板裏面以外の反射コーテイ
ング膜の膜厚を制御してもよく、さらに光導波路
内の一部に屈折率の異なる領域を設ける手段は拡
散だけによらず、光導波路の屈折率より小さな材
料（例えばInGaAsP光導波路中にInP）を導入し
てもよい。
面１０を形成する際、Ｖ字状溝を十分深くエツチ
ングすることによりチツプ化の際に従来のような
へき開を用いなくても良く、量産効果にもすぐれ
ている。また反射コーテイング膜の材質はSiO2，
Au，Siに限らず、基板裏面以外の反射コーテイ
ング膜の膜厚を制御してもよく、さらに光導波路
内の一部に屈折率の異なる領域を設ける手段は拡
散だけによらず、光導波路の屈折率より小さな材
料（例えばInGaAsP光導波路中にInP）を導入し
てもよい。
発明の効果
以上説明したように、この発明は接合に平行な
方向において単一横モード化を図つて形成した光
導波路の両端に、反射コーテイング膜を有する共
振器面を光導波路の軸方向に対してほぼ45゜の角
度で形成し、鏡面研磨をほどこした基板裏面にも
反射コーテイング膜を設け、レーザ光を基板裏面
から取り出す共振器構造とし、さらに前記光導波
路内の一部に屈折率の異なる領域を設けた以上の
構造を反射コーテイング膜の膜厚を変えて光導波
路の軸方向にアレイ化することにより、安定な単
一横モードおよび単一縦モードで波長の異なるレ
ーザ光を基板裏面から取り出せる効果を有する。
方向において単一横モード化を図つて形成した光
導波路の両端に、反射コーテイング膜を有する共
振器面を光導波路の軸方向に対してほぼ45゜の角
度で形成し、鏡面研磨をほどこした基板裏面にも
反射コーテイング膜を設け、レーザ光を基板裏面
から取り出す共振器構造とし、さらに前記光導波
路内の一部に屈折率の異なる領域を設けた以上の
構造を反射コーテイング膜の膜厚を変えて光導波
路の軸方向にアレイ化することにより、安定な単
一横モードおよび単一縦モードで波長の異なるレ
ーザ光を基板裏面から取り出せる効果を有する。
第１図は従来の二波長半導体レーザの概略構成
を示す断面図、第２図は共振器面に設けた反射コ
ーテイング膜を設ける条件を示す図、第３図は前
記条件とゲインピークの位置の関係を示す特性
図、第４図イ〜ハは光導波路内の一部に屈折率の
異なる領域を設けた場合のゲインスペクトル図、
第５図は第４図における半導体レーザの縦モード
の温度特性図、第６図はこの発明の一実施例であ
る三波長半導体レーザの斜視図、第７図は第６図
のＡ−A′線における断面図、第８図は第６図の
Ｂ−B′における断面図、第９図はこの発明にも
とずく三波長導体レーザのゲインスペクトル図、
第１０図は同縦モードの温度特性図である。 １０……光導波路の軸方向に対してほぼ45℃の
角度をもつ共振器面、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…
…SiO2蒸着膜、１２ａ，１２ｂ……Au蒸着膜、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ……Si蒸着膜、１４……
Zn拡散領域、１５……ｎ形InP基板、２１……ｎ
形InPクラツド層、２２……InGrAsP活性層、２
３……Ｐ形InPクラツド層、２４……Ｐ形
InGaAsPキヤツプ層、２５……Ｐ形InP層、２６
……ｎ形InP層。
を示す断面図、第２図は共振器面に設けた反射コ
ーテイング膜を設ける条件を示す図、第３図は前
記条件とゲインピークの位置の関係を示す特性
図、第４図イ〜ハは光導波路内の一部に屈折率の
異なる領域を設けた場合のゲインスペクトル図、
第５図は第４図における半導体レーザの縦モード
の温度特性図、第６図はこの発明の一実施例であ
る三波長半導体レーザの斜視図、第７図は第６図
のＡ−A′線における断面図、第８図は第６図の
Ｂ−B′における断面図、第９図はこの発明にも
とずく三波長導体レーザのゲインスペクトル図、
第１０図は同縦モードの温度特性図である。 １０……光導波路の軸方向に対してほぼ45℃の
角度をもつ共振器面、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…
…SiO2蒸着膜、１２ａ，１２ｂ……Au蒸着膜、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ……Si蒸着膜、１４……
Zn拡散領域、１５……ｎ形InP基板、２１……ｎ
形InPクラツド層、２２……InGrAsP活性層、２
３……Ｐ形InPクラツド層、２４……Ｐ形
InGaAsPキヤツプ層、２５……Ｐ形InP層、２６
……ｎ形InP層。
Claims (1)
- １ 接合に平行な方向において屈折率の段差をも
たせて形成した内部ストライプ状光導波路の両端
に、反射コーテイング膜を設けた共振器面を前記
光導波路の軸方向に対してほぼ45゜の角度で形成
し、鏡面研磨をほどこした基板裏面にも反射コー
テイング膜を設けて、レーザ光を基板裏面から取
り出す共振器構造とし、さらに前記光導波路内の
一部に屈折率の異なる領域を設けて単一縦モード
化を図つた以上の構造を光導波路の軸方向にアレ
イ化し、個々のレーザの反射コーテイング膜の膜
厚を制御し、波長の異なるレーザ光をそれぞれ安
定な単一横モードおよび単一縦モードで基板裏面
から取り出すことを特徴とする多波長半導体レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166972A JPS6057991A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 多波長半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166972A JPS6057991A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 多波長半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057991A JPS6057991A (ja) | 1985-04-03 |
| JPS6353717B2 true JPS6353717B2 (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=15841027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58166972A Granted JPS6057991A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 多波長半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057991A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62128587A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS6332981A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザアレイ |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP58166972A patent/JPS6057991A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6057991A (ja) | 1985-04-03 |
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